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Thema: 313C Kompakt mit Geber Spannung bricht zusammen

  1. #1
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    Hallo,

    Ich habe hier eine s7 313C Kompakt CPU.
    Auf diese möchte ich einen 2 Kanal Impuls Geber von faulhaber.de (Daten siehe Bild) schalten.
    Allerdings bricht die Ausgangsspannung des Gebers zusammen sobald Sie an die Sps angeschlossen wird.
    Kenn mich in Elektronik leider nicht sehr aus.
    Vieleicht hat ja hier jemand eine Lösung für mich?

    (gehört vieleicht eher in den Elektronik bereich?)

    Danke schonmal im vorraus.
    Geändert von ralme (18.02.2010 um 16:10 Uhr)
    Zitieren Zitieren 313C Kompakt mit Geber Spannung bricht zusammen  

  2. #2
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    Hallo ralme,
    die Versorgungsspannung deines Gebers ist nur 4..18VDC, da tut sich
    für mich der Verdacht auf das es sich um einen TTL Geber handelt.
    TTL Geber geben als Ausgangssignal nur 5V aus und ermöglichen durch
    die Niedriege Spannung eine höher Frequenz.
    Was du brauchst ist ein HTL Geber, der 24VDC als Ausgangssignal hat.

    gruß helmut
    - - -
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  3. #3
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    Hallo,
    bekomme am ausgang die gewünschten 17 V raus, (sps schaltet ab 15V).
    Daran kanns also eig nicht liegen.

  4. #4
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    Das muß nichts heißen, normal muß der Geber min. 24V rausliefern.
    Ich traue den Braten nicht, hast du mal in die Technische Doku
    geschaut was da so steht,
    - - -
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  5. #5
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    Zitat Zitat von Helmut_von_der_Reparatur Beitrag anzeigen
    Ich traue den Braten nicht, hast du mal in die Technische Doku
    geschaut was da so steht,
    Hier geht es nicht ums Essen Helmut.
    Was meinst Du mit Technischer Doku? Bedienungsanleitung vom Herd?
    Gruß
    Paule
    ----------------------------------------------------------------------------
    > manchmal verliert man und manchmal gewinnen die anderen <

  6. #6
    ralme ist offline Neuer Benutzer
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    In der Technischen Doku hab ich schon gesucht und nichts brauchbares gefunden.
    An den 17V selbst kanns nicht liegen ohne Geber kommen die Eingänge.
    Glaub eher das es am Stromfluss liegt (vieleicht wegen des Transistors im Geber (siehe Bild))...

  7. #7
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    Laut Schaltung deines Gebers fließt der Strom über einen Widerstand von 6,8kOhm. Laut den Daten der SPS hat diese einen Eingangswiderstand von ca. 2,6 kOhm. Dem entsprechend kommen mit angeschlossener SPS nur noch ca. 6 Volt aus deinem Geber.

  8. #8
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    Zitat Zitat von Paule Beitrag anzeigen
    Hier geht es nicht ums Essen Helmut.
    Was meinst Du mit Technischer Doku? Bedienungsanleitung vom Herd?
    ...ich hab aber hunger....

    @ralme,
    wer viel misst, misst, mist..
    - - -
    Wer als Werkzeug nur einen Hammer hat, sieht in jedem Problem einen Nagel.

  9. Folgender Benutzer sagt Danke zu rostiger Nagel für den nützlichen Beitrag:

    Paule (17.02.2010)

  10. #9
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    Zitat Zitat von ralme Beitrag anzeigen
    Allerdings bricht die Ausgangsspannung des Gebers zusammen sobald Sie an die Sps angeschlossen wird.
    Kenn mich in Elektronik leider nicht sehr aus.
    Hallo ralme,

    um Geber für eine SPS auszuwählen und dann korrekt anzuschließen, sollte man schon minimalste
    Elektronik-Kenntnisse haben. Das Ohmsche Gesetzt reicht meistens schon aus. (Schulwissen)

    Zum Geber:
    Was hat denn der für eine ungewöhnliche Betriebsspannung und unübliche Ausgangsstufe. Ist der für
    eine 12V Spielzeugeisenbahn? Gibt es den nicht für 24VDC mit einem anständigen PNP-Ausgang?
    Bei den angegebenen technischen Daten kommen mir schon Zweifel, ob der Geber insgesamt für
    Industrie-Einsatz geeignet ist.
    Vielleicht nennst Du uns mal die genaue Bezeichnung des Gebers und möglichst einen Link zum Datenblatt
    bzw. Betriebsanleitung.
    So wie Helmut schon im Beitrag #2 vermutete, scheint das ein TTL-Geber zu sein, wo lediglich der Ausgang
    etwas halbherzig aufgebohrt wurde.

    Wenn es aber unbedingt dieser Geber sein muß, dann mußt Du eine Pegel-Anpassung zwischenschalten.

    Schaltungen für Anschluß an SPS-DE:

    Die Digitaleingänge der S7-313C sind normal übliche Plus-schaltende Eingänge.
    Der Geber hat einen Masse-schaltenden Ausgang (M-schaltend, NPN).
    Ist der Geber-Ausgangstransistor gesperrt, dann muß ein Widerstand den SPS-Eingang auf >= 15V
    hochziehen. Schaltet der Geber-Ausgangstransistor durch, muß er den SPS-Eingang auf <= 5V
    runterziehen. Dabei ist der maximal zulässige Ausgangsstrom -Iout des Gebers zu beachten.
    Der Geber kann bei 0-Signal max. 15mA ziehen (Strom in den Geberausgang hinein), bei 1-Signal
    dürfen max. 0,4mA aus dem Geberausgang in den SPS-DE fließen, damit am DE noch min. 15V anliegen.
    Bei 15V zieht der DE aber ca. 5,6mA! Kein Wunder, daß die Geber-Ausgangsspannung zusammenbricht.
    ( I = U/R = (18V-15V) / 6,8kOhm = 0,44mA )

    A) Der im Bild eingezeichnete Pullup-Widerstand ** vom SPS-DE nach VDD=18V
    Den Widerstand ** nenne ich mal R1.
    Geber-1-Signal: der SPS-DE nimmt bei 24V ca 9mA, das macht bei 15V ca. 5,6mA. (Dreisatz)
    Über den Widerstand ** (und parallel der 6,8kOhm-widerstand) dürfen bei 5,6mA max. 3V abfallen.
    R1 = U/I = (18V-15V) / 5,6mA = 536Ohm maximal
    Geber-0-Signal: der Geber muß nun so viel Strom über R** ziehen, daß am SPS-DE max 5V anliegen.
    I = U/R = (18V-5V) / 536Ohm = 24,2mA minimal
    Davon fließen ca. 1,8mA in den SPS-DE (bei 5V), 22,4mA muß der Geber aufnehmen.
    Er darf aber nur max. 15mA. Es geht also nicht.

    B) Pullup-Widerstand R1 vom SPS-DE nach 24VDC und Widerstand R2 vom SPS-DE zum Geber-Ausgang
    Geber-1-Signal: Über den Widerstand R1 dürfen bei 5,6mA max. 9V abfallen.
    R1 = U/I = (24V-15V) / 5,6mA = 1,6kOhm maximal
    Geber-0-Signal: der Geber muß nun so viel Strom über R1 ziehen, daß am SPS-DE max 5V anliegen.
    I = U/R = (24V-5V) / 1,6kOhm = 11,9mA minimal
    Davon fließen ca. 1,8mA in den SPS-DE (bei 5V), 10,1mA muß der Geber aufnehmen. Das darf er.

    Der Geber-Ausgangstransistor schaltet aber (bis auf eine kleine Sättigungsspannung ca. 0,3V)
    komplett durch (macht einen Kurzschluß nach GND). Der SPS-Eingang wird also auf 0,3V gezogen.
    I = U/R = (24V-0,3V) / 1,6kOhm = 14,8mA
    14,8mA fließen nun also in den Geber-Ausgang. Gerade noch so zulässig.

    Besser, wir fügen nun noch einen Widerstand R2 zwischen SPS-DE und Geber-Ausgang ein.
    R2 = U/I = (5V-0,3V) / 10,1mA = 465Ohm

    Diese Schaltung mit R1 und R2 funtioniert, ABER ACHTUNG!
    Wenn in dieser Schaltung keine Verbindung zum SPS-DE besteht (Frontstecker gezogen oder Drahtbruch)
    dann liegen bei Geber-1-Signal mehr als 22V am Geber-Ausgang an! Das ist mehr als die zulässige
    Betriebsspannung von 18V. Es wird also noch eine geeignete Schutzschaltung benötigt, z.B. Diode
    vom Geber-Ausgang nach VDD oder 18V-Z-Diode vom SPS-DE nach GND. Doch auch die Schutzschaltung
    kann kaputt gehen und dadurch den Geber gefährden!
    Für R1 und R2 reichen 1/4W-Typen (P=U*I).

    C) PNP-Transistor zwischen Geber-Ausgang und SPS-DE
    Eine bessere und stromsparende Variante ist ein PNP-Transistor, Emitter an VDD=18V, Collector
    an den SPS-DE und von der Basis ein Widerstand ca. 75kOhm zum Geber-Ausgang.
    Transistor-Typ: BC212, BC307, BC567, 2N3906 o.ä.

    Ein Collector-Strombegrenzungswiderstand zum SPS-DE wird nicht benötigt. Der SPS-DE als Last
    begrenzt den Strom auf ca. 7mA.
    Mit dieser Schaltung erreicht man am SPS-DE ordentliche Pegel von 0V und knapp 18V.
    Allerdings wird das Geber-Signal negiert, was aber beim A/B-Geber nicht stört (A und B negiert).

    D) Optokoppler zwischen Geber-Ausgang und SPS-DE
    Eine gute Variante ist ein Optokoppler. Da kann für VDD ein günstiges 12VDC-Netzteil benutzt
    werden. GND muß nicht mit 0V der SPS verbunden werden (potentialfrei), kann aber.
    Der Collector vom Optokoppler kommt an 24VDC, der Emitter an den SPS-DE, die Kathode an den
    Geber-Ausgang und von der Anode kommt ein Widerstand zu VDD (12VDC).
    R = U/I = (12V-1,5V-0,3V) / 10mA = 1,0kOhm (1/4W-Typ)
    Optokoppler-Typ: 4N25, CNY17, ILD615 o.ä. (eigentlich geht jeder)

    Ein Collector-Strombegrenzungswiderstand zum SPS-DE wird nicht benötigt. Der SPS-DE als Last
    begrenzt den Strom auf ca. 9mA.
    Mit dieser Schaltung erreicht man am SPS-DE Norm-Pegel von 0V und knapp 24V.
    Allerdings wird das Geber-Signal negiert, was aber beim A/B-Geber nicht stört (A und B negiert).

    Es müsste auch fertige Optokoppler 12VDC-zu-24VDC im Gehäuse für TS35-Hutschiene geben, ich habe
    aber gerade keinen Katalog greifbar.

    Ich würde die Variante C) mit dem Transistor basteln oder einen Optokoppler kaufen.

    Gruß
    Harald
    Zitieren Zitieren Pegel-Anpaßschaltungen  

  11. #10
    ralme ist offline Neuer Benutzer
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